浅析无伸缩缝桥梁的发展

　一、概述

　　公路桥梁的弹性键是当今桥梁施工和保护中的难题之一。桥梁的弹性维长时刻暴露在大气中，运用环境对比恶劣，是桥梁布局中最易遭到损坏而又较难以修补的部位。桥梁弹性键在描绘、施工上稍有缺点或缺乏，就会致使其早期损坏；而桥梁弹性缝的损坏，又能够致使很大的车辆冲击荷载，恶化行车状况，急剧下降桥梁运用寿命。世界各国的专家都在尽力寻求最佳的弹性缝布局，得到的定论是“最佳的弹性缝布局是无弹性缝”。

　　无弹性缝桥梁的缔造在美国已有较长的前史。它的描绘除了整体式桥台以及引道板与路面衔接处的布局不一样外，与通常桥梁描绘原理根本一样。在完结主梁施工后，选用一些格外办法将主梁、桩根底、桥台做成整体式，构成无弹性缝桥梁。当前这种桥型在美国开展很快，广泛90％的州，仅在田纳西一个州就有1000多座无弹性缝桥梁，桥型触及钢桥、混凝土桥、直桥和曲线桥。钢桥最大长度做到127m，混凝土桥最大长度已到达358m。

　　无弹性缝桥梁不光大大改进了行车状况，削减车辆的冲击和进步桥梁运用寿命，还具有如下长处：①因为取消了两头弹性缝，下降了桥梁造价及维护费用；②使纵、横向的活荷载散布愈加均匀；③添加了桥梁的超静定束缚和反抗各种灾祸事情的才能；格外关于地震，因为它消除了落梁表象，进步了桥梁的抗震才能；④桥台只需设置笔直桩，能够削减桩的数量，加快施工进度心桥梁的设备差错也可适当放宽；等等。

　　虽然此类桥梁在美国现已成功地运用了很长时刻（欧洲、日本在一些桥梁中也已开端运用），但至今还没有一个对比科学的描绘理理论。当前的描绘办法根本上依赖于经历与查询，一些专家以为，无弹性缝桥梁的开展完全是建立在失利与成功的经历上。

　　跟着中国经济建设的迅猛开展，公路交通量急剧增大，公路上行进车辆的行进速度和车辆的轴重不断添加，中国桥梁因为弹性缝的损坏而遭受不一样程度损坏的表象也十分严峻。依据1990年的查询资别到，北京市公路办理处、天津市桥梁办理所等13个城市的桥梁办理部门所办理的桥梁总数为2490座，查询了556座，占桥梁总数的22.3％，其间弹性设备已被损坏的桥梁数为271座，占被查询桥梁总数的48.7％。

　　除北京之外的上述仁座城市建设办理部门，曾在1989年末到1990年头对所统辖的242座桥梁的弹性设备的现状进行了查询，桥梁弹性设备无缺的为62座，仅占查询数的26％。

　　上述材料标明，中国桥梁弹性设备的损坏率很高，状况相当严峻。文献还列举了其他一些大桥弹性设备的损坏状况。例如：

　　湖北省沙洋汉江流水大桥，为主跨113m的多跨预应力混凝土接连梁桥，查询发现弹性设备的钢齿板已损坏掉落，锚固件显露，经常戳破汽车轮胎，驾驶员叫苦连天。

　　湖北省武汉市江汉大桥的钢板弹性设备处很多渗水，形成钢板大面积锈蚀。

　　天津市东环路立交桥的板式橡胶弹性设备呈现橡胶开裂，钢板显露，锚固件掉落。

　　大连市香甘立交桥钢平板弹性设备在通车后不久便损坏严峻，汽车经过期发生激烈波动，冲击梁端，使主梁端部混凝土破碎，严峻影响正常的交通运送。

　　辽宁省香炉礁立交桥，主干道东北路段全长2023m，共设板式橡胶弹性设备24道，遍及呈现两边铺装破碎，橡胶板松动开裂，损坏严峻的约占90％。

　　陕西省西（安）宝（鸡）一级公路上咸阳渭河大桥，通车不到四个月，气温改变还未到达全年最高气温，全桥的板式橡胶弹性设备已变形拱起，超越规则值；钢板与橡胶剥离，有的还相当严峻，不光影响行车的舒适性，并且还影响到行车的安全性。

　　查询标明，中国桥梁弹性缝的损坏表象十分严峻。研讨描绘和制作运用十分好的弹性设备当然十分重要，但进一步思考，如能选用无弹性设备的桥梁布局，则是从根本上处理桥梁因为弹性缝的损坏而遭受损坏的表象。关于无弹性缝桥梁，当前在中国还没有打开深化的研讨和实习。因而学习、知道并运用国外一些先进国家缔造无弹性缝桥梁的成功经历，依据中国的详细国情，研讨缔造合适中国国情的无弹性缝桥梁，开展公路桥梁作业，能够说是从事桥梁研讨描绘人员的一项十分有意义的作业。

　　这篇文章扼要介绍了美国无弹性缝桥梁的开展及运用过程中的首要疑问，并期待在中国深化开展对无弹性缝桥梁的研讨和实习。

　　二、无弹性缝桥梁在美国的运用状况

　　二次世界大战前，美国总长度超越15m的桥梁都没有必定方式的弹性缝。因为回填料内和路面上的积水以及公路外表废物简单浸透到弹性缝内，致使桥梁弹性缝的阻塞或冻住，弹性设备逐步被关闭，结尾致使损坏，难以完结描绘时所希望的弹性功用。

　　大约在20世纪60年代，美国开端选用衔接桥梁上部布局和桩根底的无弹性设备的整体式桥台，堪萨斯州，密苏里州，俄亥俄州和田纳西州是较早选用这种办法的州。选用无弹性缝的整体式桥台，除了行车平稳外，因为消除了弹性设备，排除了弹性缝处水的渗漏危险，下降了桥梁造价及修理费用，使得这种类型的桥梁逐步地流行起来。

　　关于无弹性桥梁的运用状况美国有关部门曾做过许多查询作业。查询标明，80％以上的公路组织已为无弹性缝设备的桥梁建立了描绘规范，但各州现有的描绘规范和规范并不一样。下面咱们把美国一些州运用无弹性缝桥梁的状况介绍如下：

　　·田纳西州在田纳西州的交通部门，一个布局工程师的才能是以他能描绘无弹性缝桥梁的长度来衡量的。在曩昔的20多年里，简直一切新建的公路桥梁都是无弹性缝桥梁。其间1998年曾经，最长的无弹性缝桥梁包含一座283m的预应力混凝土桥，一座127m的钢桥以及一座140m的装配式混凝土桥。1998年田纳西州50号公路又建成美国最长的无弹性缝曲线桥梁。该桥全长358m，其间曲线有些的长度为297m.桥宽14m，为预应力混凝土T粱，梁高2.lm。各跨长度从39.3m至42.7m不等，选用双柱式墩，墩高为15.5～27.7m。

　　在总结缔造完弹性缝桥梁的经历时，田纳西州交通部门的陈述[7]指出：“咱们发现桥面的伸长和上部布局的应力都没有反常。一切测得的应力值都比估计的要小。咱们也不知道切当的缘由，但咱们想咱们有些答案。……混凝土因为温度改变而缓慢胀大或缩短，就会发生徐变。徐变能够会使应力达不到估计的程度。……为使理论十分好地反映实践的状况，关于混凝土咱们把它的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3。”“总归，田纳西州依据缔造无弹性缝整体式桥台的桥梁20多年的经历，阐明关于温度位移不超越5.08cm的桥梁完全能够采纳消除弹性缝设备来削减缔造费用和长时刻修理的费用。”

　　·加利福尼亚州自1971年以来，加利福尼亚州通常是缔造无弹性缝的公路桥梁。当前加利福尼亚州有100座以上长度超越107m的无弹性缝桥梁。即便关于大多数有弹性缝的桥梁，在桥台处也是无弹性缝的。

　　加利福尼亚州的交通部门指出：无弹性缝整体式桥台的桥梁首要长处是低造价，吸收地震荷载的有效性以及容许布局有相对较大的温度位移才能。长度超越122m的钢筋混凝土桥梁因为温度位移在桥台处是不会发生显着的布局应力。

　　因为水的浸透是桥梁描绘存在的首要疑问，加利福尼亚州的交通部门把引道板直接和桥台衔接在一起并延伸到翼墙。此外，还埋置了排水系统。加利福尼亚州对桥梁的位移（包含温度、徐变及长时刻应力下的缩短）规则在引道板和衔接路面之间弹性量的最大值为2.54cm。

　　南达科他州南达科他州对缔造无弹性缝整体式桥台的桥梁，尤其是钢桥，有着丰厚的经历，也是第一个做全份额模型检测程序以评价无弹性缝整体式桥台的桥梁功能的州。

　　在检测程序中，他们对无弹性缝整体式侨台的梁内和支承处钢桩顶部因为温度位移致使的应力巨细进行了丈量。一个典型的公路桥梁的无弹性缝整体式桥台全份额模型按以下四个期间进行缔造和检测：

　　第一期间：把梁焊接在钢桩上；

　　第二期间：现场完结一个整体式桥台；

　　第三期间：衔接桥合和引道板；

　　第四期间：填好回填料。

　　在每一期间，检测试件要遭到一组液压千斤顶操控的纵向位移，用以模仿温度改变致使的胀大和缩短。因为检测试件是按实践桥梁的全份额描绘和缔造的，能够把这种办法当作是现场研讨而不仅仅是模型研讨[9].在检测成果的根底上得出了以下定论：

　　（1）由温度改变致使的位移和剪力要比AASHTO（美国各州公路和运送作业者协会）规则的组合荷载下的容许极限应力小得多。

　　（2）整体式侨台能够当作一个刚体。

　　（3）超越1.27m的温度位移会致使钢桩部分应力到达屈从状况。

上一篇：桥梁伸缩缝的施工过程与质量控制措施   下一篇：橡胶气囊（桥梁充气芯模）的验收标准